دانلود مقاله فیزیک

فیزیک فیزیک از واژه یونانی physikos به معنی « طبیعی» و physis به معنی « طبیعت» گرفته شده است.

پس فیزیک علم طبیعت است، به عبارتی در عرصه علم پدیده‌های طبیعی را بررسی می‌کند.

علم فیزیک علم فیزیک رفتار و اثر متقابل ماده و نیرو را مطالعه می‌کند.

مفاهیم بنیادی پدیده‌های طبیعی تحت عنوان قوانین فیزیک مطرح می‌شوند.

این قوانین به توسط علوم ریاضی فرمول بندی می‌شوند، بطوری که قوانین فیزیک و روابط ریاضی باهم در توافق بوده و مکمل هم هستند و دوتایی قادرند کلیه پدیده‌های فیزیکی را توصیف نمایند.

تاریخچه علم فیزیک از روزگاران باستان مردم سعی می‌کردند رفتار ماده را بفهمند.

و بدانند که: چرا مواد مختلف خواص متفاوت دارند؟

، چرا برخی مواد سنگینترند؟

و ...

همچنین جهان ، تشکیل زمین و رفتار اجرام آسمانی مانند ماه و خورشید برای همه معما بود.

قبل از ارسطو تحقیقاتی که مربوط به فیزیک می‌شد ، بیشتر در زمینه نجوم صورت می‌گرفت.

علت آن در این بود که لااقل بعضی از مسائل نجوم معین و محدود بود و به آسانی امکان داشت که آنها را از مسائل فیزیک جدا کنند.

در برابر سؤالاتی که پیش می‌آمد گاه خرافاتی درست می‌کردند، گاه تئوریهایی پیشنهاد می‌شد که بیشتر آنها نادرست بود.

این تئوریها اغلب برگرفته از عبارتهای فلسفی بودند و هرگز بوسیله تجربه و آزمایش تحقیق نمی‌شدند و بعضی مواقع نیز جوابهایی داده می‌شد که لااقل بصورت اجمالی و با تقریب کافی به نظر می‌رسید.

جهان به دو قسمت تقسیم می‌شد: جهان تحت فلک قمر و مابقی جهان.

مسائل فیزیکی اغلب مربوط به جهان زیر ماه بود و مسائل نجومی مربوط به ماه و آن طرف ماه نیز «فیزیک ارسطو» یا بطور صحیحتر «فیزیک مشائی» بود که در چند کتاب مانند «فیزیک» ، « آسمان» ، « آثار جوی» ، « مکانیک» ، « کون و فساد» و حتی«مابعدالطبیعه» دیده می‌شد.

تا اینکه در قرن 17 ، گالیله برای اولین بار به منظور قانونی کردن تئوریهای فیزیک ، از آزمایش استفاده کرد.

او تئوریها را فرمولبندی کرد و چندین نتیجه از دینامیک و اینرسی را با موفقیت آزمایش کرد.

پس از گالیله ، اسحاق نیوتن ، قوانین معروف خود (قوانین حرکت نیوتن) را ارائه کرد که به خوبی با تجربه سازگار بودند.

بدین ترتیب فیزیک جایگاه علمی و عملی خود را یافت و روز به روز پیشرفت کرد، مباحث آن گسترده‌تر شد، تا آنجا که قوانین آن از ریزترین ابعاد اتمی تا وسیعترین ابعاد نجومی را شامل می‌شود.

اکنون فیزیک مانند زنجیری محکم با بقیه علوم مرتبط است و هنوز هم به سرعت در حال گسترش و پیشرفت می‌باشد.

نقش فیزیک در زندگی هر فرد بزرگ یا کوچک ، درس خوانده یا بی‌سواد ، شاغل یا بیکار خواه ناخواه با فیزیک زندگی می‌کند.

عمل دیدن و شنیدن ، عکس العمل در برابر اتفاقات ، حفظ تعادل در راه رفتن و ...

نمونه‌هایی از امور عادی ولی در عین حال وابسته به فیزیک می‌باشند.

پدیده‌های جالب طبیعی نظیر رنگین کمان ، سراب ، رعد و برق ، گرفتگی ماه و خورشید و ...

همه با فیزیک توجیه می‌شوند.

برنامه‌های رادیو ، تلویزیون ، ماهواره ، اینترنت ، تلفن و ...

با کمک فیزیک مخابره می‌شوند.

با این نمونه‌های ساده می‌توان تصور کرد که اگر فیزیک نبود و اگر روزی قوانین فیزیک بر جهان حاکم نباشند، زندگی و ارتباطات مردم شدیدا دچار مشکل می‌شود.

فیزیک و سایر علوم فیزیک، دینامیک و ساختار درونی اتم ها را توصیف می‌کند و از آنجا که همه مواد شامل اتم هستند، پس هر علمی که در ارتباط با ماده باشد، با فیزیک نیز مرتبط خواهد بود.

علومی نظیر: شیمی ، زیست شناسی ، زمین شناسی ، پزشکی ، دندانپزشکی ، داروسازی ، دامپزشکی ، فیزیولوژی ، رادیولوژی ، مهندسی مکانیک ، برق ، الکترونیک ، مهندسی معدن ، معماری ، کشاورزی و ...

.

فیزیک در صنعت ، معدن ، دریانوردی ، هوانوردی و ...

نیز کاربرد فراوان دارد.

اینکه ابزار کار هر شغلی و هر علمی مبتنی براستفاده ازقوانین و مواد فیزیکی است، نقش اساسی فیزیک در سایر علوم و رشته‌ها را نمایان می‌کند.

علاوه برآن استفاده روز افزون از اشعه لیزر در جراحیها و |دندانپزشکی ، رادیوگرافی با اشعه ایکس در رادیولوژی ، جوشکاری صنعتی و ...

نمونه‌هایی از کاربردهای بی‌شمار فیزیک در علوم دیگر می‌باشند.

فیزیک و آینده با این روند رو به رشدی که علم فیزیک در کنار سایر علوم دارد، می‌توان امیدوار بود که در آینده به چراها و چگونگی‌های عالم طبیعت پاسخ داده شود و این دنیای فیزیک سکوی پرتاب به عالم متا فیزیک باشد.

در آینده شاید فیزیک بتواند: رسیدن به سرعت نور و فراتر از آن را مقدور سازد.

مثالهای عجیب نسبیت را عملی کند.

معمای مثلث برمودا را حل کند.

واقعیت یوفوها(بشقاب پرنده‌ها) را مشخص کند.

به راز وجود یا عدم وجود هوش فرازمینی واقف شود.

تاریخ علم فیزیک سرچشمه اصلی علم فیزیک رسیدن به منبع و سرچشمه اصلی علم فیزیک به اندازه رسیدن به سرچشمه بسیاری از رودهای بزرگ دشوار است.

همانگونه که یک رود بزرگ از چندین چشمه کوچک حاصل می‌گردد، چشمه‌هایی که رود عظیم علم فیزیک را بوجود آورده‌اند، در سراسر زمین پراکنده بودند که انسان اولیه ، یعنی انسان متفکر بر آن سکونت داشته است.

اما به نظر می‌رسد که بیشتر این مردم در دامنه جنوبی شبه جزیره بالکان (یونان باستان) بوده‌اند.

جالب توجه است که ملل قدیمی دیگر مانند بابلیان و مصریان که در توسعه ریاضیات و نجوم سهیم بوده‌اند، در پیشرفت فیزیک هیچ سهمی نداشته‌اند.

چون خدایان بابلیان و مصریان دور از مردم و در میان ستارگان می‌زیستند، حال آنکه خدایان یونانیان در ارتفاعی تنها در حدود 3000 متر بر قله کوه اولمپ زندگی می‌کردند.

و اصطلاح مانیتیسم (مغناطیس) از نام چوپانی به نام (σηυγαm) سرچشمه می‌گیرد.

تشخیص تقدم یا تأخر زمانی این کشفیات افسانه‌ای دشوار است.

نقش دانشمندان در پیدایش فیزیک کشف فیثاغورث کاملاً مستند است.

وی با اطمینان از اینکه اعداد بر جهان حکومت می‌کنند، به تحقیق درمورد رابطه میان طول تارها در آلات موسیقی پرداخت که ترکیبات هماهنگی از اصوات تولید می‌کنند.

این کشفیات او شاید نخستین بیان ریاضی یک قانون فیزیکی باشد و بتواند نخستین گام در پیدایش فیزیک نظری باشد.

یکی دیگر از افرادی که در پیدایش فیزیک سهم داشته است، ارسطو می‌باشد.

هر چند ارسطو در تمام مباحث کارهای بزرگی انجام داده است که اندیشه انسانی را مدت 2000 سال پس از مرگ خود تحت تأثیر قرار داده ، اما مهمترین سهم او در فیزیک نام گذاری این علم می‌باشد که از کلمه‌ای یونانی به نام طبیعت اقتباس شده است.

ارشمیدس دانشمند نامدار دیگری است که حدود یک قرن بعد از ارسطو زندگی می‌کرد.

وی دانشمند علم مکانیک بوده که قوانین اهرمها را بیان نموده و مسأله یافتن مرکز ثقل هر جسم معین را مورد بحث قرار داد.

مهمترین کشف ارشمیدس قانون او درمورد اجسام غوطه ور در یک مایع می‌باشد.

تحولات اولیه علم فیزیک با زوال فرهنگ یونانی ، تکامل علم بطور کلی و علم فیزیک ، بخصوص به یک حالت رکود مجازی در آمد و این مدت تقریباً هزار سال طول کشید، تا اینکه سرانجام امپراطوری عربی در قرن هشتم تمام سرزمینهای جنوبی دریای مدیترانه را احاطه کردند و از تنگه جبل الطارق تا اسپانیا پیش رفتند.

اعراب کتابهای به جا مانده از کتابخانه‌های یونانیان را ترجمه کرده و پرچمدار علم شدند.

اما اعراب در زمینه علم فیزیک چندان کار زیادی انجام ندادند.

سرانجام در قرن 12 امپراطوری عرب با حمله چنگیزخان مغول و سیر تاریخی جنگهای صلیبی در بیت المقدس به سرعت رو به زوال رفت و در همین دوران کشورهای اروپایی به تدریج از دوران هرج و مرج و تاریکی قرون وسطی خارج شدند.

و آموزش دوباره رونق گرفت، اما این آموزش بیشتر زیر نظر کلیسا بود و لذا بیشتر مطالعات بر نوشته‌های ارسطو مبتنی بود.

و چون ارسطو در زمینه علوم طبیعی چندان تبحری نداشت، لذا به تجدید حیات علم فیزیک در اروپا کمکی نکرد.

سیر تکاملی علم فیزیک درهم آمیختگی علوم طبیعی با علوم الهی را در این دوره می‌توان از کتاب هیأت مردوز یوهان کپلر دریافت.

یکی از افرادی که در این دوره در علم دینامیک به پیشرفتهای خوبی نایل شد، گالیله بود که با مطالعه حرکت آونگ شروع کرد.

وی از نخستین فیزیکدانان نظری و عملی بود.

بعد از گالیله ، اسحاق نیوتن دومین دانشمند فیزیک به شمار می‌رود که مطالعات ثمربخشی را در زمینه‌های مختلف فیزیک انجام داد، بطوری که بعد از او دانشمندان زیادی مانند پاسکال (Pascal) ، برنولی (Bernoulli) ، هویگنس و غیره هر کدام در زمینه خاصی مطالعات اسحاق نیوتن را ادامه دادند.

هویگنس به ادامه مطالعات اسحاق نیوتن در زمینه نور پرداخت.

اسحاق نیوتن نور را ذره می‌دانست، اما هویگنس عقیده داشت که نور موج است، اما چون اسحاق نیوتن در این زمان در میان معاصرانش شخصیت برجسته‌ای بود و نیز به دلیل ناتوانی هویگنس در تکمیل نظریه‌هایش با دقت ریاضی ، با وجود برتری ظاهری نظریه او بر نظریه نیوتن ، نظریه هویگنس پذیرفته نشد و لذا این بحث معلق ماند.

تا اینکه در سال 1800 تامس یانگ توانست پدیده حلقه‌های نیوتن را بر مبنای طبیعت موجی نور توضیح دهد.

کارهای یانگ و معاصر فرانسویش فرنل (Fresnel) صحت و اعتبار نظریه موجی نور را به طرز قاطعی برقرار ساختند.

بعد از این ، تقریباً علم فیزیک به شاخه‌های مختلف تقسیم شد و دانشمندان مختلف در زمینه‌های گوناگون فیزیک مطالعات ارزنده‌ای را انجام دادند که پایه و مبنای این مطالعات را می‌توان همان کارهای اسحاق نیوتن و گالیله دانست و بدین ترتیب علم فیزیک در شاخه‌های مختلف توسعه یافت.

سهم بکرل در تکامل علم فیزیک در سال 1896 هانری بکرل (Becquerel) که از کشف اشعه ایکس توسط رونتگن اطلاع یافته بود، بر آن شد که ببیند آیا چیز دیگری هم شبیه اشعه ایکس از مواد فلورسانس که براثر تابش نور درخشان می‌شوند، صادر می‌شود یا نه.

لذا بلورهایی از کانی (سنگ معدن) معروف به اورانیل (سولفات مضاعف اورانیوم و پتاسیم) را انتخاب کرد.

چون بکرل عقیده داشت که تابش نتیجه روشنایی خارجی است، یک بلور اورانیل را در صفحه کاغذ سیاه قرار داد و آنرا جلوی پنجره گذاشت.

وقتی که بعد از چند ساعت قرار دادن در مقابل نور خورشید فیلم عکاسی را ظاهر کرد، لکه‌های تیرهایی را بر روی فیلم مشاهده کرد.

او این آزمایش را چند بار تکرار کرد و هر بار با آنکه کاغذ سیاه بیشتری دور صفحه می‌پیچید، باز هم لکه را مشاهده می‌کرد.

چون هوای پاریس چندین روز بارانی بود، لذا بکرل صفحه عکاسی لفاف پوش با بلور اورانیل را در کشوی میز خود قرار داد تا هوا مساعد شود.

خورشید تا چند روز در هوا نمایان نشد و روزی هم که خورشید در آسمان ظاهر می‌شد، اغلب ابرهایی آنرا پوشانده بود.

با این حال بکرل بازهم صفحه عکاسی را درمعرض نور آفتاب قرار داد.

بعد از مدتی که صفحه عکاسی را ظاهر کرد، برخلاف تصور ملاحظه کرد که بجای لکه های سیاه که قبلاً در روزهای آفتابی ملاحظه می کرد، لکه سیاه قیر مانندی در زیر جایی که اورانیل قرار داشت روی صفحه ظاهر شده بود.

لذا وی دریافت که ظاهر شدن لکه های سیاه ربطی به قراردادن در مقابل نور آفتاب ندارد.

بکرل بلور اورانیل را گرم کرد، سپس آنرا سرد کرد و بصورت گردی درآورد و در اسیدها حل کرد.

خلاصه دریافت که این خاصیت تازه کشف شده ماده که نام رادیواکتیویته بر آن داده شده است، هیچ سر و کاری با راه فیزیکی یا شیمیایی که بوسیله آن اتمها به یکدیگر پیوسته‌اند، ندارد بلکه خاصیتی نهفته در خود اتم است.

رد پای فیزیک در زندگی دید کلی تصور شما از فیزیک چیست؟

آیا می‌دانید، برقی که خانه شما را روشن می‌کند، بوسیله قوانین فیزیکی تولید و به خانه شما می‌رسد ؟

هنگامی که در یک بعد ازظهر آرام پائیزی در خیابان قدم می‌زنید، آیا فکر کرده‌اید که اگر نیروهای اصطکاک که علم فیزیک آنها را به خوبی تشریح می‌کند ، بین زمین و پا‌های شما و جود نداشت، تعادل خود را از دست داده و به زمین می‌خورید؟

آیا هیچ فکر کرده‌اید ، در اتومبیلی که سوار آن می‌شوید و از مسافرت با آن لذت می‌برید ، چندین قانون فیزیکی بکار رفته است؟

فیزیک چیست؟

اگر به تاریخچه علم فیزیک نگاه کنیم ملاحظه می نمائیم که فیزیک کلمه یونانی است که به معنی طبیعت می‌باشد.

و اولین بار ارسطو این نام را برای علم فیزیک برگذید.

اما اگر اندکی دقیق شویم ، می‌بینیم که این نام گذاری واقعا بجا و شایسته است.

آری فیزیک علم طبیعت است و چون انسان همواره در طبیعت زندگی می‌کند زندگی او از طبیعت به طور کامل متاثر می‌گردد می‌توان گفت که فیزیک با زندگی انسان کاملا عجین شده است.

از طرف دیگر چون فیزیک همواره در خدمت انسان بوده و سعی کرده است که با کشف و بیان قوانین حاکم بر طبیعت ، آن را در سیطره انسان قرار دهد و این امکان را برای انسان فراهم کند که از طبیعت در جهت بهتر زیستن خود ، استفاده کند.

و نیز با الهام گرفتن از قوانین موجود در طبیعت اقدام به ساختن ابزار و وسایلی کرده است که هرچه بیشتر زندگی را برای انسان راحت تر و دلپذیر تر نماید.

فیریک در میان عامه اگر از افرادی که از تحصیلات دانشگاهی برخوردار نبوده‌اند ، سئوال شود که فیزیک چیست ، در پاسخ می‌گویند که فیزیک یک علم تئوری محض است.

که مجموعه‌ای از چند قانون پیچیده و بغرنج ریاضی است .

و لذا اصلا نقشی در زندگی انسان نداشته و صرفا حالت نظری دارد.

همچنین به علت دشوار بودن از آن گریزانند.

به عنوان مثال اگر نمرات دانش آموزان یک دبیرستان را در نظر بگیریم ملا حظه می‌کنیم که تقریبا بیشترین افت دانش آموزان در درس فیزیک بوده است.

همچنین در نظر مردم عادی تنها کاری که از دست یک تحصیل کرده در رشته فیزیک برمی‌آید، تدریس و یا به قول عامه معلمی است.

فیزیک را دریابیم!

اگر به کتاب‌های فیزیک دبیرستان نظری داشته باشیم، ملاحظه می‌کنیم که در لحظه اول بعد از تعریف جزئی و مقدماتی وارد مسائل نظری و تعدلات ریاضی شده و سعی دارد در یک حجم کوچک کتاب چندین قانون فیزیکی را به صورت ریاضی بیان کند.

همچنین چون تعدادی از دبیران فیزیک نیز فقط بر مفاهیم ریاضی اصرار کرده و از توضیح و تشریح مفاهیم فیزیکی خودداری می‌کنند ، لذا فیزیک به صورت یک درس خشک و بی روح درمی‌آید.

البته شما در اینجا ، درصد نقد و بررسی کتب دبیرستانی و یا عملکرد دبیران فیزیک که واقعا نقش بسیار اساسی در رشد فکری دانش آموزان دارند، نیستیم و باید این کار توسط افرادی که متخصص این امور هستند، صورت گیرد.

اما شاید گفتن این مطلب خالی از لطف نباشد که اگر در ابتدای امر که یک دانش آموز با واژه فیزیک روبرو می‌شود، با آوردن مثالهای ملموس فیزیک را برای او تشریح کنیم و اهمیت این علم را برای او روشن کنیم ، دیگر فیزیک از حالت یک درس سخت و بی روح به یک درس شیرین و پویا تبدیل می‌شود.

!نقش فیزیک در آسایش انسان تصور کنید که بعد از یک روز کار سخت و طاقت فرسا ، در یک زمستان سرد به منزل خود مراجعت کرده‌اید.

بخاری گازی را روشن کرده و در کنار خانواده خود به تماشای تلویزیون مشغول هستید.

اگر اندکی دقت کنید ملاحظه می‌نمائید که سیما و تلویزیون مشاهده می کنید ، امواج الکترومغناطیسی هستند که بوسیله گیرنده تلویزیونی شما دریافت می‌گردند و لحظات شادی را برای شما ایجاد می‌کنند .

کنترل تلویزیونی که بوسیله آن کانالهای مختلف تلویزیون را جستجو می‌کنید ، بر اساس امواج الکترومغناطیسی ساخته شده است که با فشار دادن یک دکمه حسگر تلویزیون فرستاده شده و کانالهای آن را تغییر می‌دهد.

گازی که در بخاری خود مصرف می‌کنید و خود و خانواده خود را از سرمای سوزان زمستان حفظ می‌کنید بر اساس قوانین فیزیکی به منزل شما انتقال پیدا می‌کند.

نمونه این مسائل بسیار زیاد است و مجال یاد آوری آنها وجود ندارد .

ولی همین قدر کافی است که بدانیم در واقع با فیزیک زندگی می‌کنیم.

البته لازم به ذکر است که سایر علوم نیز برای آسایش و راحت زندگی کردن انسان بوجود آمده‌اند اما اگر اندکی دقت کنیم ملاحظه می‌نمائیم که در این میان نقش فیزیک از همه پر رنگ‌تر است.

فیزیک در خدمت نابودی انسان شاید بر ما ایراد بگیرید که در تمام مواد فیزیک در جهت آسایش و رفاه انسان نیست و بر این نکته اصرار داشته باشند که انواع بمبهای اتمی و هسته‌ای ، موشکهای پیشرفته هسته‌ای که برای نابودی انسان ساخته شده‌اند، بیشر با استفاده از علم فیزیک بوجود آمده‌اند.

در پاسخ باید بگوئیم که درست که تمام این موارد در سایه علم فیزیک ایجاد شده‌اند، ولی اگر کمی به عقب برگردیم، ملاحظه می‌کنیم که در پیدایش و کشف قوانینی که اساس ساخت این وسائل مرگبار شده‌اند، هدف اصلی این افراد تامین آسایش بشر بوده است‌.

به عنوان مثال اگر از انرژی هسته‌ای در جهت تامین برق مورد نیاز انسان و از لیزر و اشعه ایکس در جهت تسریع اعمال جراحی و ...استفاده شود، نه تنها این موارد ناپسند و نا خوش آمیز نخواهند بود، بلکه بسیار زیبا و شایسته خواهند بود.

اما همواره در طول تاریخی افرادی بودند که از علم و امکانات علمی در جهات منفی و نادرست بهره برده‌اند، و علم فیزیک نیز از این قاعده کلی مستثنا نبوده است.

بنا بر این نباید خصلت نادرست بعضی از افراد بشر را به حساب فیزیک بنویسیم و بخواهیم از ابهت و زیبایی علم فیزیک بکاهیم.

نگاه اجمالی آنچه خداوند در طبیعت به ودیعه نهاده است، اگر بصورت صحیح و در جهت درست مورد استفاده قرار گیرد، وسایل رفاه و آسایش بیشتر را تأمین خواهد کرد.

اما اگر این امکانات خدادادی در جهت نادرست و نامشروع مورد بهره برداری قرار گیرند، نه تنها وسیله‌ای برای آرامش و آسایش او نخواهد بود، بلکه بلای جان او شده و وسیله‌ای برای تهدید هستی او تبدیل خواهد شد.

یکی از این منابع طبیعی سنگ معدن اورانیوم است که اگر بصورت درست مورد استفاده قرار گیرد، بسیار مفید بوده و به تعداد فوق‌العاده‌ای می‌تواند انرژی برق مورد استفاده بشر را تأمین کند، اما متأسفانه استفاده‌های نادرست سبب شده است که این عنصر خدادادی ماده اولیه سلاحهای مرگبار باشد که بمب اتمی یکی از این نمونه‌ها می‌باشد.

تاریخچه استفاده از انرژی هسته‌ای به مقیاس زیاد بین سالهای 1939 تا 1945 میلادی در ایالات متحده آمریکا انجام شد.

این امر زیر فشار جنگ جهانی دوم ، بصورت نتیجه تلاشهای مشترک تعداد زیادی از دانشمندان و مهندسان صورت گرفت.

دست اندرکارانی که در ایالات متحده به این کار اشتغال داشتند، آمریکایی ، بریتانیایی و پناهندگان اروپایی کشورهایی بودند که زیر سلطه فاشیسم قرار داشتند.

تلاش آنان این بود که قبل از آلمانیها به یک سلاح هسته‌ای دست پیدا کنند ، این سلاح هسته‌ای همان بمب اتمی بود.

بمب اتمی چیست؟

بمب اتمی در اصل یک راکتور هسته‌ای ‌کنترل نشده است که در آن یک واکنش هسته‌ای بسیار وسیع در مدت یک میلیونیم ثانیه در سراسر ماده صورت می‌گیرد.

بنابراین ، این واکنش با راکتور هسته‌ای کنترل شده تفاوت دارد.

در راکتور هسته‌ای کنترل شده ، شرایط به گونه‌ای سامان یافته است که انرژی حاصل از شکافت بسیار کندتر و اساسا با سرعت ثابت رها می‌شود.

در این راکتور ، ماده شکافت پذیر به گونه‌ای با مواد دیگر آمیخته می‌شود که بطور متوسط ، فقط یک نوترون گسیل یافته از عمل شکافت موجب شکافت هسته دیگر می‌شود، و واکنش زنجیری به این طریق فقط تداوم خود را حفظ می‌کند.

اما در یک بمب اتمی ، ماده شکافت‌پذیر خالص است، یعنی یک متعادل کننده آمیخته نیست و طراحی آن به گونه‌ای است که تقریبا تمام نوترونهای گسیل یافته از هر شکافت می‌تواند در هسته‌های دیگر شکافت ایجاد کند.

عناصر اصلی سازنده بمب اتمی در طول جنگ جهانی دوم از راکتورهای هسته‌ای برای تولید مواد خام نوعی بمب هسته‌ای ، یعنی برای ساختن 239Pu از 235U استفاده می‌شد.

هر دو این عناصر می‌توانند یک واکنش زنجیری کنترل نشده سریع ایجاد کنند.

بمبهای هسته‌ای یا اتمی از هر دو این مواد ساخته می‌شوند.

تنها یک بمب اتمی که از 235U ساخته شده بود، شهر هیروشیما در ژاپن را در 6 آگوست سال 1945 میلادی ویران کرد.

بمب دیگری که از 239U در ساختن آن بکار برده شده بود، سه روز بعد شهر ناکازاکی کشور ژاپن را با خاک یکسان ساخت.

عواقب ناشی از بمب اتمی یک مسئله فرعی ، ریزشهای رادیواکتیو حاصل از آزمایش بمبهای اتمی است.

در انفجار بمب اتمی مقدار قابل توجهی محصولات شکافت رادیواکتیو پراکنده می‌شوند.

این مواد بوسیله باد از یک بخش جهان به نقاط دیگر آن منتقل می‌شوند و بوسیله باران و برف از جو زمین فرو می‌ریزند.

بعضی از این مواد رادیواکتیو طول عمر زیادی دارند، لذا بوسیله مواد غذایی گیاهی جذب شده و بوسیله مردم و حیوانات خورده می‌شوند.

معلوم شده است که اینگونه مواد رادیواکتیو آثار ژنتیکی و همچنین آثار جسمانی زیان آوری دارند.

یکی از فراوانترین محصولات حاصل از شکافت 235U یا 239Pu ، که از لحاظ شیمیایی شبیه 4020Ga است.

بنابراین وقتی که 90Sr حاصل از ریزشهای رادیواکتیو وارد بدن می‌شود، به ماده استخوانی بدن راه می‌یابد.

این عنصر می‌تواند با گسیل ذرات بتا با انرژی 0.54 میلیون الکترون ولت (نیم عمر 28 سال) نابود می‌شوند، که می‌تواند به سلولها آسیب رسانده و موجب بروز انواع بیماریها از قبیل تومور استخوان ، لوکمیا و ...

، بخصوص در کودکان در حال رشد ، می‌شود.

برنامه فیزیک دید کلی فیزیک طرح مفاهیم و قوانینی است که ما را در درک جهان یاری می‌دهند، قوانین فیزیک ساخته ذهن بشر و تابع تمام محدودیتهای بشرند.

این قوانین الزاما ثابت تغییر ناپذیر یا برای تمام زمانها خوب نیستند و طبیعت نیز ملزم به پیروی از آنها نیست.

قانون فیزیکی یک قانون فیزیکی بیانی است معمولا به زبان فشرده و دقیق ریاضی از رابطه بین کمیات فیزیک که با تکرار آزمایش بدست می‌آید و از یک نظم دائمی در رفتار دنیای فیزیک حکایت دارد.

یک قانون فیزیکی خوب دارای بیشترین عمومیت ، سادگی و دقت ممکن است که ملاک نهایی یک قانون فیزیکی موفق ، چگونگی دقت آن در پیشگویی نتایج حاصل از آزمایشهاست.

به عنوان مثال چنان به صحت قانون گرانش عمومی اطمینان داریم که با قاطعیت تقریبا کامل می‌گوییم که هر گاه شتاب گرانش در سطح مریخ اندازه گیری شود، نتیجه خیلی نزدیک 3.6 متر بر مجذور ثانیه خواهد بود.

می‌گوییم با قطعیت تقریبا کامل ، زیرا هنگامی که از یک قانون به گستره اعتبار آزمایش نشده آن برون یابی می‌کنیم ممکن است نتایجی را که با آزمایشهای بعدی ناسازگارند پیشگویی کند.

تکامل فیزیک با رشد فیزیک بعضی نظریه‌ها و قوانین پیشین نسبت به پدیده‌هایی که این نظریه‌ها و قوانین برای آنها آزمایش نشده بودند ، نارسا تشخیص داده شدند.این نظریه‌ها و قوانین بوسیله نظریه‌ها و قوانین عامتر و فراگیرنده‌تری که پدیده‌های نوین را به همان خوبی پدیده‌های قدیمی توصیف می‌کردند، کنار گذاشته شدند.

تقسیم بندی فیزیک بر اساس سطح پدیده‌های مشاهده شده فیزیک کلاسیک فیزیک نسبیت فیزیک کوانتومی فیزیک کوانتومی نسبیتی فیزیک کلاسیک درباره اجسامی با اندازه‌های معمولی که با سرعتهای معمولی حرکت می‌کنند، گفتگو می‌کند و مکانیک نیوتنی و الکترومغناطیس (از جمله نظریه نور) را در بر می‌گیرد.

برای اجسامی که سرعت آنها نزدیک سرعت نور است فیزیک کلاسیک جای خود را به فیزیک نسبیت می‌دهد.

در مورد اجسامی که ابعاد آنها تقریبا آنگسترومی ، ابعاد اتمی است (تقریبا اندازه یک اتم) باید فیزیک کوانتومی جایگزین فیزیک کلاسیک شود.

برای ابعاد زیر اتمی و سرعتهای نزدیک به سرعت نور ، سرعت فرین نسبیتی تنها فیزیک کوانتومی نسبیتی می‌تواند مناسب باشد.

حد و مرز این نظریه‌های فیزیکی مشخص نیست، در حقیقت نظریه‌ها باهم تلاقی می‌کنند.

فیزیک کوانتومی نسبیتی فرا گیرنده ترین و کامل ترین ساختار نظری فیزیک روز است.

در ابعاد حدود 14-10 متر (تقریبا به اندازه هسته اتم یا یک فرمی) پدیده‌های مختلف و گیج کننده‌ای ظاهر می‌شوند.

در حال حاضر این پدیده‌ها تا حدودی درک شده‌اند.

ساختارهای ریز درک ما از ساختار اتمی و هسته‌ای بر دو مفهوم بر جسته فیزیک نوین یعنی نظریه نسبیت و نظریه کوانتومی مبتنی است.

این نظریه‌ها هر دو در آغاز این قرن زمانی که برای نخستین بار با پیشرفت فنون آزمایش امکان مطالعه پدیده‌هایی با ابعاد کوچک و با سرعت زیاد فراهم شد پایه گذاری شدند.

ابزاربررسی فیزیک نوین پس از مرور برخی جنبه‌های مهم فیزیک کلاسیک نظریه‌های نسبیت و کوانتومی را دنبال می‌کنیم و آنها را برای تحلیل ساختار اتمی و هسته‌ای بکار می‌بریم.

وضعیتهایی را می‌بینیم که در آنها بعضی مفاهیم آشنای فیزیک قابل استفاده نیستند، وضعیتهایی که در آنها فیزیک کلاسیک غلط محض است.

آیا این بدین معنی است که تمام اوقات و انرژیهایی که برای مطالعه فیزیک کلاسیک مقدماتی صرف شده به هدر رفته است و باید آنها را هم با نسبیت و نظریه‌های کوانتومی آغاز کرد؟

نه هرگز چنین نیست!

نتایج تمام آزمایشها ، هر چند دور از تجربه عادی ما ، سرانجام باید بر حسب عبارتهای کلاسیکی یعنی بر حسب مفاهیم کلاسیکی اندازه حرکت ، انرژی ، مکان و زمان بیان شوند.

به علاوه بسیاری از مفاهیم و قوانین فیزیک کلاسیک به فیزیک نوین منتقل شده‌اند.

سوالات تازه در برنامه فیزیک فیزیک نوین چیست؟

فیزیک نوین با فیزیک کلاسیک چه تفاوتی دارد و در چه مواردی با آن در تشابه است؟

چه مفاهیم اساسی از فیزیک کلاسیک به فیزیک قرن بیستم که با ذرات خیلی کوچک و خیلی سریع فیزیک کوانتومی نسبیتی سر و کار دارد انتقال یافته‌اند؟

کدام یک از مفاهیم فیزیک کلاسیک بدون تغییر می‌مانند و کدام یک باید اصلاح یا تعویض شوند؟